⚡ Pontos-chave
- Uma classe de propriedade é o resultado de um tratamento térmico, não um grau de liga. 8.8, 10.9 e 12.9 descrevem a combinação de propriedades mecânicas (resistência à tração e razão de cedência) obtida após tratamento térmico.
- A têmpera e revenido é a via principal. As classes 8.8, 10.9 e 12.9 são todas temperadas e revenidas em alto para sorbite revenida, equilibrando resistência e tenacidade.
- A cementação serve a resistência ao desgaste superficial. O aço de baixo carbono cementado até HRC 58–62 na superfície, com núcleo tenaz, é usado em parafusos auto-atarraxantes e parafusos para madeira.
- A nitruração serve a resistência à fadiga. Uma camada composta dura eleva a resistência à fadiga em 30–50 % e é aplicada em peças sujeitas a vibração de alta frequência.
- Acima da classe 12.9, a fragilização por hidrogénio tem de ser controlada. Quanto maior a resistência, maior a sensibilidade (ver o guia do hidrogénio).
- A sequência não pode ser alterada. Laminar a rosca, depois temperar, depois acabar. Inverta e a rosca fissura ou não chega a formar-se.
- A temperatura de revenido define a tenacidade. A classe 10.9 revém a cerca de 425 °C, a classe 12.9 a 425–450 °C. Mais quente significa mais tenaz, mas ligeiramente mais fraca.
Índice
1. O que significam realmente 8.8, 10.9 e 12.9
2. Têmpera e revenido: a via principal
3. Cementação: para parafusos auto-atarraxantes
4. Nitruração: resistência à fadiga
5. Sequência de processo
6. Defeitos e controlo
2. Têmpera e revenido: a via principal
3. Cementação: para parafusos auto-atarraxantes
4. Nitruração: resistência à fadiga
5. Sequência de processo
6. Defeitos e controlo
1. O que significam realmente 8.8, 10.9 e 12.9
A ISO 898-1 define a marcação:
- Primeiro algarismo = resistência à tração ÷ 100 MPa, pelo que 8.8 significa 800 MPa.
- Segundo algarismo = razão de cedência × 10, pelo que 8.8 significa 0.8.
- A tensão de cedência para 8.8 é, portanto, 800 × 0.8 = 640 MPa.
| Classe | Tração (MPa) | Cedência (MPa) | Dureza (HV) | Material típico |
|---|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 | 320 | 110–160 | Aço de baixo carbono |
| 8.8 | 800 | 640 | 250–320 | Médio carbono temperado e revenido |
| 10.9 | 1,040 | 940 | 320–380 | Aço ligado temperado e revenido |
| 12.9 | 1,220 | 1,100 | 380–420 | Aço ligado temperado e revenido |
2. Têmpera e revenido: a via principal
Têmpera e revenido significa austenitizar a 850–900 °C, temperar em óleo e depois revenir em alto a 425–550 °C:
- Estrutura: sorbite revenida.
- Resultado: um equilíbrio entre resistência e tenacidade.
- Todos os pernos das classes 8.8, 10.9 e 12.9 são fabricados assim.
3. Cementação: para parafusos auto-atarraxantes
O aço de baixo carbono, como o 1018 ou o 1022, é cementado a cerca de 900 °C durante duas a quatro horas até um carbono superficial de 0.8–1.0 %:
- Após a têmpera, a superfície alcança HRC 58–62, conferindo resistência ao desgaste.
- O núcleo mantém-se a HRC 20–30, conferindo tenacidade.
- Utilizado em parafusos auto-atarraxantes e parafusos para madeira, onde a ponta tem de cortar e a cabeça não pode partir.
4. Nitruração: resistência à fadiga
Nitruração gasosa a 500–550 °C:
- Forma uma camada composta de ε-Fe₂₋₃N com 10–20 μm de espessura.
- Dureza HV 900–1 200.
- Resistência à fadiga superior em 30–50 %.
- A distorção é mínima, pelo que é aplicada após a maquinação de acabamento.
5. Sequência de processo
- Conformação a frio.
- Laminagem de roscas.
- Têmpera e revenido.
- Acabamento superficial.
- Alívio de hidrogénio por cozedura.
⚠️ A sequência não pode ser invertida: laminar antes de temperar, ou a distorção da têmpera tira a rosca da tolerância; temperar antes de laminar e o material está demasiado duro para se conformar.
6. Defeitos e controlo
- Fissuração de têmpera: arrefecimento demasiado rápido, ou inclusões no aço.
- Descarbonetação: a entrada de ar no forno baixa a resistência superficial.
- Revenido insuficiente: tenacidade fraca e risco de fratura diferida.
- Fragilização por hidrogénio: ausência de cozedura após galvanoplastia (ver o guia do hidrogénio).
Perguntas frequentes
P. Como é tratado termicamente um perno de classe 8.8? Têmpera e revenido em alto até 800 MPa de tração, 22–32 HRC.
P. Cementação ou nitruração? A cementação dá uma superfície dura com núcleo tenaz para peças de desgaste; a nitruração distorce muito pouco e adapta-se a peças de precisão.
P. Porque é que o controlo de temperatura importa na classe 12.9? O aço de alta resistência tem estabilidade de revenido limitada; a cozedura após galvanoplastia tem de ficar abaixo de 220 °C, ou a resistência cai.
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